La sonde Juno sauve sa mission grâce à une manœuvre inédite

Vue artistique des panneaux solaires de Juno aux abords de Jupiter. Au loin, le Soleil. © NASA / SwRI / MSSS
Pour éviter l’ombre de Jupiter, Juno a dû allumer ses moteurs pendant plus de 10 heures afin de changer de trajectoire. Une manœuvre risquée mais réussie qui prolonge la mission autour de la planète géante.

Assurément, la sonde Juno a peur du noir. Depuis le Jet Propulsion Laboratory, en Californie, tout a été fait pour lui éviter de passer dans l’ombre de Jupiter. Pour cela, un véritable changement de trajectoire vient d’être opéré au prix d’une manœuvre particulièrement longue. Dans la nuit du 30 septembre au 1er octobre 2019, les propulseurs de la sonde ont été allumés pendant plus de 10 heures consécutives, consommant pas moins de 73 kg de carburant, afin de changer l’inclinaison de son orbite autour de la planète géante.

La poussée, principalement latérale, s’est fait grâce au système de douze propulseurs du RCS (Reaction Control System) normalement chargés d’orienter le vaisseau dans l’espace ou d’ajuster finement sa trajectoire à coups d’impulsions faibles. « Les propulseurs ne se sont pas tous allumés en même temps, détaille Ed Hirst, responsable de Juno à la Nasa. Leur configuration est telle que quatre d’entre eux permettent à la sonde de vriller tout en avançant. Parmi ceux-là, nous n’en avons utilisé que deux. Les huit autres sont perpendiculaires et se sont allumés quatre par quatre pour pousser de façon latérale pendant que Juno tournait sur elle-même. » Bilan : dix heures et demie de combustion, soit une durée cinq fois plus longue que n’importe quelle manœuvre effectuée jusqu’alors par la sonde.

Juno évite l’éclipse

Ainsi, la trajectoire de Juno a « sauté » l’ombre de Jupiter dans laquelle elle était vouée à séjourner 12 heures. Une durée à passer dans l’obscurité trop longue pour l’engin qui recharge ses batteries au moyen de panneaux solaires. Ceux-ci, pourtant longs de 9 m chacun, ne peuvent produire que 400 W du fait de l’éloignement du Soleil. Pas même suffisant pour alimenter un sèche-cheveux ! Et contrairement à d’autres sondes interplanétaires, Juno n’est pas capable d’entrer en hibernation sans que le froid de l’espace mette à mal ses systèmes et lui fasse courir le risque de ne jamais se réveiller. « Nous n’avions pas jugé ce mode nécessaire pour mener à bien la mission », explique Ed Hirst, chef de projet de cette sonde, lancée le 5 août 2011 depuis cap Canaveral. « Nous avions prévu plusieurs manœuvres dans l’espace profond : une première un an après le décollage, puis un survol de la Terre un an plus tard. Puis pendant trois ans, nous avons régulièrement testé les systèmes à bord afin de nous préparer à l’observation de Jupiter », explique l’ingénieur en chef, justifiant ainsi l’activité constante de la sonde pendant cinq années de voyage.

Animation ci-dessus : vue de Jupiter depuis Juno lors de sa prochaine approche le 3 novembre 2019. Grâce à la manœuvre effectuée, le Soleil (petit point jaune) évite de peu d'être éclipsé par la planète. © Nasa/JPL-Caltech/SWRI

Une fois insérée sur orbite jovienne le 5 juillet 2016, la sonde a pourtant subi un dysfonctionnement dans le système de pressurisation de son moteur principal, contraignant l’équipe de contrôle à laisser ce dernier éteint. En conséquence, l’orbite de Juno n’a pu être circularisée et la sonde s’est contentée de tourner autour de Jupiter en 53 jours, au lieu des 14 initialement prévus. C’est ce changement de programme qui allait amener Juno à passer dans l’ombre de Jupiter trois ans plus tard. Une conséquence non prévue dans le plan de vol initial de la mission.

Sans moteur principal, la Nasa aurait-elle pu profiter de la manœuvre récente pour enfin circulariser l’orbite ? Négatif, selon Ed Hirst. « Notre manœuvre a été conçue pour éviter l’éclipse. Une toute autre séquence aurait été nécessaire pour réduire la période de l’orbite. » Une trajectoire qui ralentit les opérations scientifiques, mais qui a le mérite de diminuer un peu la quantité de radiations auxquelles Juno s’expose à chaque survol de Jupiter.

Jusqu’en 2021, la sonde poursuivra ses opérations : principalement cartographier Jupiter dans sa globalité, avant d’effectuer un plongeon suicide dans les nuages de la planète géante.

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